绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)功率模块的应用非常普遍,在一些相关设备如风能变流器、光伏逆变器、储能逆变器、柔性直流换流阀等中发挥着十分重要的作用。当IGBT模块发生失效故障时,极有可能导致其所在设备甚至其所处整个系统的瘫痪,产生严重的危害和极大的损失。因此保证IGBT的可靠性运行将是需要特别关注的问题,而键合线故障是引发IGBT可靠性降低并且亟需解决的问题之一。如何对IGBT键合线工作状态进行监测并且利用其外部可测状态参量对模块进行故障特征的分析将是本论文的研究重点。本文针对IGBT功率模块的键合线故障失效方面展开了分析,通过对所选取的模块端部状态参量的探讨分析,实现了对IGBT模块故障状态的评估与预测。本文的主要工作有以下几个方面:(1)研究总结了影响IGBT模块可靠性运行的主要因素,并对其失效类型和失效机理进行了研究分析,对IGBT模块键合引线故障特征情况进行了重点的研究,依据模块的封装结构、内部结构,以及工作原理等,理论上分析了键合线故障对模块的等效通态电阻、开通关断时间、栅极阈值电压和栅极电压米勒平台带来的影响,为后面的故障特征分析提供了理论基础。(2)针对IGBT键合线故障原因与易发位置的探究,采用了热应力分析的方法,对IGBT模块正常运行和故障运行时的温度分布、受到的热应力和剪切应力进行了建模分析,并指出IGBT键合线温度最高的地方并不是热应力最大的地方,位于边缘位置的键合线的热应力最大并且较易发生键合线脱落故障。(3)设计并搭建了实验电路,通过实验获取了IGBT模块发生键合线故障时的等效通态电阻、开通关断时间、栅极阈值电压和栅极电压米勒平台四个状态特征参量,通过对比分析各个参量的变化情况,验证了建模仿真时对外部特征参量理论分析的正确性,并且得到了所选特征参量的变化特征与键合线脱落程度之间的关系,即模块的开通关断时间和栅极电压的米勒平台随着键合线的脱落程度的加深而减小,而等效通态电阻和栅极阈值电压则呈现出增大的趋势。